JS非同步執行機制的理解
由此可見,關於非同步執行機制到底是怎麼回事,因為涉及到瀏覽器底層機制,所以不容易徹底瞭解清楚,就算是大牛阮一峰,也只是通過英文文獻來了解,而且一知半解。我的這篇文章只是試圖儘可能簡單的描述一下JS的非同步執行機制,坦白說,我現在並不能完全弄懂這個機制,所以也不能完全解釋清這個機制,所以,如果我寫的越嚴謹,就越容易出錯,我只能簡單但是較模糊的描述一下:
JS的執行環境是一個很複雜的環境,它裡面有非常多的複雜的名詞事物,用簡單又不嚴謹的說法來說,執行環境裡至少有下面這些事物:
- 堆 (Heap):存放變數、物件、函式等。簡單地說,堆跟咱們這個非同步機制主題相關度不大,當然實際上肯定有關聯。
- 事件佇列 (Event Queue):可能
可以這樣理解一下:
+++++++~~~~~~~~~~~=======########
以上代表總佇列,分為若干個子佇列,每一個子佇列如果有新任務,也只會加到自己的佇列的末尾,而不會加到總佇列的末尾。有一個執行器會挨個執行總佇列裡的任務。 - 棧 (stack):它負責根據事件佇列來執行任務,就是說,進來一個任務,然後執行,然後扔出去。棧相當於流水線上的幹活的操作臂。(此處存疑,棧應該是某種儲存空間,為何成了執行者?似乎執行者應該是主執行緒的某個事物。)
- 事件迴圈 (Event Loop):事件迴圈是事件佇列和棧的關聯的橋樑,它做的事情是:如果棧空了,事件佇列還沒空,那麼事件迴圈就從事件佇列拿出來一個任務,扔給棧。事件迴圈相當於一個有眼睛的機械臂,它看到棧空了,事件佇列還有任務,就把任務的第一個抓出來扔給棧,它自己就完事了。
- 主執行緒:JS是單執行緒的沒錯,但這只是說JS引擎是單缸驅動的,但是一臺車肯定不是隻有發動機就能在路上跑,發動機還需要別的部件協助它才行。在咱們這,別的部件就是指HTTP執行緒、I/O執行緒、GUI執行緒等等,這些執行緒由瀏覽器提供,跟JS的執行緒是兩回事了。JS的執行緒咱們稱為主執行緒。那麼主執行緒跟上面這些名詞是什麼關係呢?尤其是跟棧
有一個國外的web app,專門用來講解非同步事件的門道Loupe,這個更接近真實情況。為什麼我不講解這個?因為更復雜了,我們並不打算研究瀏覽器的底層,不是麼?
然後說一下任務佇列裡的任務。所有任務可以分成兩種,一種是同步任務(synchronous),另一種是非同步任務(asynchronous)。同步任務指的是,靠主執行緒自己就可以執行完成的任務;非同步任務指的是,主執行緒執行開始之後,需要靠主執行緒之外的執行緒才能完成的任務。由主執行緒決定是否要動用其他執行緒。以下內容,不再提棧,只說主執行緒。
現在說重點:
非同步任務的執行機制是:
當主執行緒遇到一個非同步任務,比如一個ajax請求,當主執行緒執行到xhr.send()
的時候,這個send命令是立即執行的,並不會像一些人想象的,拖到所有同步任務的最後面。然後主執行緒向http執行緒傳送指令,要求http執行緒向伺服器傳送請求。這裡強調一下http執行緒,顯然它不是主執行緒的一部分,因為它可以併發,如果你有100個ajax請求,每個都需要1秒鐘,是不是http執行緒要花100秒呢?並不是,它會併發100個請求,總共耗時大約1.01秒就完成了。
主執行緒向以http執行緒為代表的幾個執行緒傳送指令之後,主執行緒就暫時不再管這個ajax任務了,而是去看任務佇列裡的下一個任務。
http執行緒傳送了請求之後接收反饋,收到之後,形成一個新的事件(可以叫做“我收到啦!”事件),然後插入到回撥函式佇列中,因為回撥函式佇列的優先順序很低,所以會排到總佇列的最後面,其結果就是:主執行緒把同步任務都完成了,才開始執行非同步事件的回撥。注意,並不是非同步任務在全體同步任務結束之後才開始,而是非同步任務的回撥通常在全體同步任務結束之後才開始!非同步任務跟非同步任務的回撥是兩回事!是兩個任務!一個鮮明的例子就是setTimeout(fn, 1000)
,計時是從主執行緒遇到setTimeout()
任務,然後分配給計時器執行緒,計時器執行緒開始幹活的時候就開始計時了!只不過要1秒之後fn
才執行!setTimeout()
和fn
是兩個任務!setTimeout()
是立即執行,fn
才是1秒之後執行。但是setTimeout()
的執行,人眼是感受不到的,因為並沒有什麼地方有一個秒錶告訴你setTimeout()
開始執行了;而fn的執行,人眼能感受到,所以人們會錯誤的以為fn才是非同步任務,其實fn並不是,fn
是個回撥任務,往往fn
是同步任務,比如fn
可能是console.log(123)
,這怎麼會是非同步任務。
所以,非同步機制是瀏覽器的兩個或以上常駐執行緒共同完成的,非同步請求是JS主執行緒和其他某個執行緒共同完成的,JS的執行執行緒發起非同步請求(這時瀏覽器會開一條新的HTTP請求執行緒來執行請求,這時JS自己的任務已完成,繼續執行執行緒佇列中剩下的其他任務),然後在未來的某一時刻"任務佇列"執行緒監視到之前的發起的HTTP請求已完成,"任務佇列"就會把完成事件插入到JS執行佇列的尾部等待JS處理。
最後專門說說定時觸發(settimeout和setinterval)。
定時觸發是由瀏覽器的定時器執行緒執行的定時計數,然後在定時時間到達之後,定時器執行緒把定時處理函式的執行請求插入到JS回撥佇列的尾端。
setTimeout(function() {
alert(1);
}, 100);
sometask; // 是個同步任務,假設耗時1000毫秒
這個1到底是100毫秒之後彈出,還是1000毫秒(或更多時間)後彈出呢?又或是1100毫秒之後彈出?
答案是,1000毫秒多一點點之後彈出。
原因:瀏覽器會先執行setTimeout,也就是開始計時,然後開始執行sometask,執行了1000毫秒,然後去回撥佇列裡看回調任務,alert(1);早就恭候了,因為定時100毫秒之後alert(1)就可以執行了。所以,等1000毫秒的任務完成,1就會立即彈出,所以答案是1000毫秒多一點點之後彈出。
所以用這兩個函式的時候,實際的執行時間是大於或等於指定時間的,不保證能準確定時的。
最後強調一下setInterval。比如我希望每100毫秒列印一個1。然後,又有極端情況,就是sometask耗時1000毫秒。你以為sometask結束之後會打出10個1麼?並不會,只會打出1個1,因為setInterval第一次讀秒結束之後,回撥隊列出現了一個alert(1),根據之前的理論,並不會執行。又過了100毫秒之後,計時器執行緒會去觀察回撥佇列是不是已經有了alert(1),如果有,就不再往回調佇列里加alert(1),目的就是為了避免回撥疊加執行。
總之,你需要記住,非同步任務就是主執行緒在任務佇列裡看到了這個任務,看了一眼之後就然後安排別的執行緒幫忙,然後主執行緒就忙別的去了,別的執行緒幫忙完事之後,再在佇列末尾放一個新任務叫“幫忙完畢”,到此非同步任務本身就完事。主任務看到“幫忙完畢”任務之後,就去執行回撥,回撥執行完,這個非同步任務連同回撥就全都完事。然後,如果並沒有回撥。。。沒有就沒有唄。